JPH01277773A - 部分放電検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、電気ケーブルの絶縁体等の内部で発生する部
分放電を検出するための部分放電検出装置に関する。

（発明の技術的背景とその課題） 誘電体（絶縁体）に高電圧を印加したとき、その絶縁体
の内部にボイド等の電気的な欠陥があると、その部分に
電界が集中して部分的に放電を生じる。

例えば送電用の高電圧ケーブルの絶縁体中でそのような
部分放電が生じれば、その部分から絶縁体が劣化し、最
悪の場合には絶縁破壊を生じてしまう。これを防止する
ために、事前にケーブル絶縁体中に発生している部分放
電を音響的に検出しようとする方法が知られている。こ
れは、非破壊検査法のうちのアコースティック・エミッ
ション法と呼ばれる方法の一種に属している。

一般に、部分放電を生じた場合、その放電箇所から放電
音が発生する。この放電音は、ケーブル絶縁体中を音波
として伝播する。従って、ケーブル絶縁体外周に超音波
センサのような音響検出素子を接触させておけば、部分
放電の発生箇所やその程度を検出することができる。

ところが、このような音響的な検出を行う場合、外部雑
音対策が特に重要な問題となる。

即ち、第４図に示すように、ケーブル接続部１の外部に
部分放電音検出用センサ２を接触させて、絶縁体３の内
部の欠陥４で発生する部分放電音５を検出していると、
その周囲で発生する騒音６や、他の物体の落下音７、あ
るいは部分放電音検出用センサ２を移動させた場合に発
生する雑音８等が同時にこのセンサ２に検出されてしま
う。この外部雑音は、部分放電検出作業の妨げとなるだ
けでなく、正常な絶縁体中に欠陥があるという誤診断を
してしまう原因ともなる。尚、第４図中ケーブル溝体の
図示は省略した。

さてそこで、この部分放電音検出用センサ２の検出出力
のうち、実際に絶縁体３の内部の欠陥４で生じた放電音
５による検出出力のみを得るようにする必要がある。こ
れには、検出出力から放電音以外の雑音を有効に除去し
なけばならない。

（発明の目的） 本発明は以上の点に着目してなされたもので、部分放電
音を検出するためのセンサの外に、専ら外部雑音を検出
するセンサを設けて、部分放電音を検出するためのセン
サの検出信号から外部雑音によるものを、適切なタイミ
ングで除去するようにした部分放電検出装置を提供する
ことを目的とするものである。

（発明の概要） 本発明の部分放電検出装置は、部分放電音検出用センサ
とこの部分放電音検出用センサの検出信号を処理する信
号処理回路と、前記部分放電音検出用センサと前記信号
処理回路との間に挿入した遅延回路を含む検出信号阻止
回路と、突発的外部雑音を検出する外部雑音センサとを
有し、前記検出信号阻止回路は、前記外部雑音センサが
突発的外部雑音を検出したとき、前記遅延回路により所
定時間遅延した前記部分放電音検出用センサから前記信
号処理回路へ入力する、前記検出信号の入力を阻止する
よう動作することを特徴とするものである。

（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する
。

第１図は、本発明の部分放電検出装置の実施例を示す概
略構成図である。

この装置は、部分放電音検出用センサ１０と、信号処理
回路１１と、検出信号阻止回路１２と、外部雑音センサ
１３とを有している。

部分放電音検出用センサ１０と外部雑音センサ１３とは
、いずれも、この図に示すように、音響振動を受信する
ホーン１０ａ、１３ａと、その音響振動を電気信号に変
換するトランスデユーサ１０ｂ、１３ｂとから構成され
ている。このトランスデユーサ１０ｂ、１３ｂには、例
えば既知の圧電性超音波振動体であるＰＺＴを使用する
。そして両センサ１０．１３は、一体にセンサケース１
４の中に収容されて固定されている。尚、このセンサケ
ース１４中で、部分放電音積出用センサ１０は、被検査
物例えばケーブル接続部１の外面に対して、そのホーン
１０ａを密着させることができるように支持固定されて
いる。これに対して、外部雑音センサ１３は、そのホー
ン１３ａが被検査物とは空間１５をあけて非接触な状態
で保持されるように支持固定されている。従って、外部
雑音センサ１３のホーン１３ａは、部分放電音検出用セ
ンサ１０のホーン１０ａに比べて、被検査物に対向する
部分の音響インピーダンスが著しく異なるように設定さ
れている。

この、部分放電音検出用センサ１０の出力は、プリアン
プ１６により増幅されて、フィルタ１７と検出信号阻止
回路１２を経て信号処理回路１１に入力するよう結線さ
れている。一方、外部雑音センサ１３の出力は、プリア
ンプ１８により増幅されて、フィルタ１９を介して検出
信号阻止回路１２に入力するよう結線されている。

また、信号処理回路１１は、例えば、オシロスコープや
ペンレコーダ、計測器その他、入力信号波形の解析に使
用される種々の回路から構成される。

さて、検出信号阻止回路１２は、部分放電音検出用セン
サ１０の検出信号を受は入れて、信号処理回路１１へこ
れを伝送する回路中に直列に挿入された、アンプ２１と
遅延回路２２とスイッチ回路２３とを有している。遅延
回路２２は、入力信号を所定時間遅延することのできる
回路で、例えば、この実施例では、部分放電音検出用セ
ンサ１０から入力した検出信号を数ミリ秒遅延するよう
に動作する回路である。この遅延時間は、回路構成や測
定条件等種々の外部条件により相違するため、この部分
放電検出装置の設計時に適性値に設定するか、あるいは
、可変遅延回路とし、その都度適性値に選定するように
してもよい。

また、スイッチ回路２３は、例えば、部分放電音検出用
センサ１０の検出信号の信号処理回路１１への伝送路中
に直列に挿入されて、その回路をオンオフするスイッチ
から構成される。これは、例えば、いわゆるリードリレ
ーと呼ばれる素子でもよいし、また、制御信号により入
力信号の増幅度を急激に零まで低下することのできる増
幅回路、あるいは、トランジスタ等から成るスイッチン
グ素子から構成してもよい。尚、このスイッチ回路２３
は、制御信号により、その入力端子を短絡したり、出力
端子を短絡したりして、実質的に部分放電音検出用セン
サ１０の出力が信号処理回路１１に達しないように処理
する回路であればよい。

このほかに検出信号阻止回路１２には、外部雑音センサ
１３の検出信号を受は入れる、アンプ２５と、トリガパ
ルス発生回路２６とが設けられている。このアンプ２５
の増幅度は、増幅度調整回路２７により調整される。

トリガパルス発生回路２６は、外部雑音センサ１３が突
発的な外部雑音を検出したとき、スイッチ回路２３を動
作させるための制御信号を出力する回路である。即ち、
この検出信号の伝送を阻止するようスイッチオフ動作す
る。

尚、この検出信号阻止回路１２の増幅度調整回路２７は
、その外部に設けられたマイクロプロセッサ２８により
動作を制御される。このマイクロプロセッサ２８は、例
えば信号処理回路１１に入力する部分放電音検出信号の
解析等にも使用されるものである。

ここで始めに、以上の構成の部分放電検出装置の基本的
な動作原理を説明する。

第２図に、部分放電音検出用センサ１０と外部雑音セン
サ１３の検出する検出信号及び、信号処理回路１１の入
力信号の波形を示した。

まず、ケーブル接続部１の絶縁体３中の欠陥４から部分
放電音が発せられると、これを部分放電音検出用センサ
１０が検出する〔第２図（ａ）〕。一方、外部雑音セン
サ１３は、ケーブル接続部１の外表面に空間１５を開け
て支持されているので、部分放電音の検出はしない〔（
第２図（ｂ）〕。この場合、部分放電音検出用センサ１
０の出力する検出信号は、検出信号阻止回路１２を介し
て信号処理回路１１に入力し〔第２図（Ｃ））　、部分
放電音の解析が進められる。

次に、突発的に、第４図で説明したような外部雑音が発
生すると、部分放電音検出用センサｌＯも外部雑音セン
サ１３も同時にその雑音を検出する〔第２図（ａ）、（
ｂ）］。ここで、外部雑音センサ１３の検出信号が検出
信号阻止回路１２に入力すると、トリガパルス発生回路
２６が制御信号を出力し、スイッチ回路２３を動作させ
る。即ち、スイッチ回路２３は、その制御信号により、
スイッチをオフにして、これまで部分放電音検出用セン
サ１０の出力を信号処理回路１１に伝送していた回路を
遮断する。これにより、信号処理回路１１の入力信号は
、その時間だけ０ＦＦ（零）になる〔第２図（Ｃ）〕。

その後、スイッチ回路２３のスイッチがオンに復帰する
と、再び信号処理回路１１に部分放電音検出用センサ１
０の出力する検出信号が入力し、部分放電音の検出と解
析を続行することが出来る。

ところで、実際にこの部分放電検出装置を使用して部分
放電音の検出作業を行うと、第２図に示した各部の検出
信号の間に第３図のような所定の時間的ずれが発生する
。

即ち、部分放電音検出用センサ１０の検出信号に対して
、外部雑音センサ１３の検出信号が所定時間ｔだけ遅れ
て入力することがある〔第３図（ａ）、（ｂ）］。この
時間は、実験によれば、１ミリ秒未満であったが、これ
により、スイッチ回路２３のスイッチオフの動作開始が
遅れ〔第３図（ｄ）］　、信号処理回路１１に、外部雑
音の一部が入力してしまう〔第３図（Ｃ）］。この逆に
、スイッチオフの動作が部分放電音検出用センサ１ｏの
制御信号の入力より早い場合もある。しかし、その場合
には、全スイッチオフ時間が外部雑音発生時間に比べて
充分長ければ、信号処理回路１１に外部雑音が入力する
ことはない。

このように、部分放電音検出用センサｌＯの検出信号と
外部雑音センサ１３の検出信号の入力タイミングにずれ
が生じるのは、音源と各センサの距離の差に起因すると
考えられる。

そこで、本発明の部分放電検出装置においては、スイッ
チ回路２３の前方に遅延回路２２を挿入して、部分放電
音検出用センサ１０の検出信号を所定時間を以上遅延さ
せて、外部雑音が信号処理回路１１への入力するのを効
果的に阻止している。尚、スイッチ回路２３は、外部雑
音センサ１３が外部雑音を検出したとき、その外部雑音
が所定のレベル以上にある間そのスイッチをオフしてい
る。しかし、スイッチ動作を確実にし、信号阻止動作の
安定化を図るために、外部雑音が入力すると、たとえそ
の外部雑音が瞬時に消滅しても、一定時間スイッチオフ
動作を接続させることが好ましい。この場合には、スイ
ッチオフ時間が外部雑音発生時間に比べて充分長いから
、さきに説明したように、その阻止動作に支障は生じな
い。ゆえに、遅延回路２２の遅延時間は、実際の両セン
サの検出信号の時間的ずれ以上であって、スイッチ回路
のスイッチオフ時間を考慮した範囲の値に選定すればよ
い。

（発明の効果） 以上説明した本発明の部分放電検出装置は、部分放電音
検出用センサの他に外部雑音センサを設けて、その外部
雑音センサの検出信号により、部分放電音検出用センサ
から信号処理回路への検出信号の入力を阻止するように
したので、信号処理回路に外部雑音による不用な信号が
入力せず、部分放電音の検出と解析を容易にする効果が
ある。

また、部分放電音検出用センサの出力を遅延する遅延回
路を設けたので、スイッチ動作の遅れにより外部雑音が
入力して誤診断を生じる虞れもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の部分放電検出装置の実施例を示す概略
構成図、第２図はその動作原理を説明するための各部の
信号の波形図、第３図はその具体的な動作を説明するた
めの各部の信号の波形図、第４図は従来の部分放電検出
装置の問題点を説明する説明図である。 １０−−−−−−−一部分放電音検出用センサ、１１−
−−−−−ｍ−信号処理回路、 １２−−−−−−ｍ−検出信号阻止回路、１３−−−−
−−ｍ−外部雑音センサ、２２−−−−−−−一遅延回
路。 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 部分放電音検出用センサとこの部分放電音検出用センサ
   の検出信号を処理する信号処理回路と、前記部分放電音
   検出用センサと前記信号処理回路との間に挿入した遅延
   回路を含む検出信号阻止回路と、突発的外部雑音を検出
   する外部雑音センサとを有し、前記検出信号阻止回路は
   、前記外部雑音センサが突発的外部雑音を検出したとき
   、前記遅延回路により所定時間遅延した前記部分放電音
   検出用センサから前記信号処理回路へ入力する、前記検
   出信号の入力を阻止するよう動作することを特徴とする
   部分放電検出装置。